JP2010096604A - 視界状態検知装置および視界確保装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のフロントガラスを介した視界を制限する制限物を精度良く検知可能な視界状態検知装置および視界確保装置を提供する。
【解決手段】フロントガラスＷを介した視界を制限する制限物がフロントガラスＷの外面Ｗｏに付着する雨滴Ｒである場合、制御回路２４、外面側反射光Ｌｏと内面側反射光Ｌｉとを受光して検知用画像Ｄを生成し、この検知用画像Ｄにおいて、外面側反射光Ｌｏが占める第１領域Ｐｏと内面側反射光Ｌｉが占める第２領域Ｐｉとに基づいて雨滴Ｒを検知する。また、フロントガラスＷを介した視界を制限する制限物がフロントガラスＷの内面Ｗｉに発生する曇りＣである場合、制御回路２４は、曇りＣが発生していない場合に予め生成された基準画像Ｄｂにおける両領域Ｐｏ，Ｐｉと、曇り判定用の画像である検知用画像Ｄにおける両Ｐｏ，Ｐｉとに基づいて曇りＣを検知する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のフロントガラスを介した視界を制限する制限物を検知可能な視界状態検知装置および視界確保装置に関するものである。

従来より、車両のフロントガラスを介した視界を制限する制限物を検知可能な視界状態検知装置および視界確保装置に関する技術として下記特許文献１に開示される画像処理システムが知られている。この画像処理システムを用いてウィンドウガラス（フロントガラス）の外側に付着した雨滴を検出する場合には、第１の光源からの光が各雨滴によってそれぞれ反射されると、これら各反射光およびその背景を含めた所定領域を画像処理装置の撮像素子にて取り込んで画像を生成し、この画像において雨滴を検出するとともに雨滴の個数に基づいて雨量を求めている。

また、上記画像処理システムを用いてウィンドウガラスの内側に付着した曇りを検出する場合には、第２の光源からの光が曇りによって散乱して一部が反射光として撮像素子に入射すると、この反射光等を含めた所定領域を画像処理装置の撮像素子にて取り込んで画像を生成し、この画像における反射光の最大明るさと、曇りがないときに予め記憶される反射光の最大明るさとの差分に基づいてウィンドウガラスの内側に曇りが発生したか否かを判定している。
特開２００５−１９５５６６号公報

しかしながら、上述のように第１の光源からの照射光がフロントガラスの雨滴により反射される反射光、いわゆる間接光に基づいて雨滴を検出することとなるので、撮像素子に入射する反射光の輝度が照射光に対して小さくなってしまい、例えば、円形形状が複数存在するような背景では、特殊な処理を実施しない限り、正確な雨滴検出が困難になる。

また、上述のように第２の光源からの照射光がフロントガラスの曇りにより散乱することを前提に、照射光の一部としての反射光に基づいて曇りを検出することとなるので、撮像素子に入射する反射光の輝度が照射光に対して小さくなってしまい、例えば、曇り等の天気で視界が白くなる場合や背景が白い場合では、特殊な処理を実施しない限り、正確な曇り検出が困難になる。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、車両のフロントガラスを介した視界を制限する制限物を精度良く検知可能な視界状態検知装置および視界確保装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の視界状態検知装置では、車両のフロントガラス（Ｗ）を介した視界を制限する制限物（Ｒ，Ｃ）を検知可能な視界状態検知装置（２０，２０ａ）であって、光源（２２）から照射される照射光（Ｌ）が前記フロントガラスにより反射される反射光（Ｌｏ，Ｌｉ）を受光して検知用画像（Ｄ，Ｄ_１，Ｄ_２）を生成する画像生成手段（２３，２４）を備え、前記検知用画像において前記反射光が占める領域（Ｐｏ，Ｐｉ）に基づいて前記制限物を検知することを技術的特徴とする。

また、特許請求の範囲に記載の請求項１１の視界状態検知装置では、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の視界状態検知装置において、前記制限物は、前記フロントガラスの外面（Ｗｏ）に付着する雨滴（Ｒ）であって、前記画像生成手段は、前記照射光が前記フロントガラスの内面（Ｗｉ）により反射される内面側反射光（Ｌｉ）と、前記照射光が前記フロントガラスの外面により反射される外面側反射光（Ｌｏ）と、を受光して雨滴検知用画像（Ｄ，Ｄ_１，Ｄ_２）を生成し、前記雨滴検知用画像において、前記内面側反射光が占める領域（Ｐｉ）と前記外面側反射光が占める領域（Ｐｏ）とに基づいて前記雨滴を検知することを技術的特徴とする。

また、特許請求の範囲に記載の請求項１７の視界状態検知装置では、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の視界状態検知装置において、前記制限物は、前記フロントガラスの内面（Ｗｉ）に発生する曇り（Ｃ）であって、前記曇りが発生していない場合に予め前記画像生成手段により前記反射光を受光した状態で基準画像（Ｄｂ）を生成し、この基準画像において前記反射光が占める領域（Ｐｏ，Ｐｉ）と、前記画像生成手段により前記反射光を受光した状態で生成される曇り判定用画像（Ｄ，Ｄ_１，Ｄ_２）において前記反射光が占める領域（Ｐｏ，Ｐｉ）とに基づいて前記曇りを検知することを技術的特徴とする。

また、特許請求の範囲に記載の請求項２１の視界確保装置では、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の視界状態検知装置（２０）による前記制限物の検知に応じて、当該制限物を除去して前記フロントガラスを介した視界を確保することを技術的特徴とする。

また、特許請求の範囲に記載の請求項２２の視界確保装置では、前記フロントガラスの外面を払拭する払拭手段（１１，１２，１５）を備え、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の視界状態検知装置による前記雨滴の検知に応じて、前記払拭手段を作動させて当該雨滴を除去することにより前記フロントガラスを介した視界を確保することを技術的特徴とする。

また、特許請求の範囲に記載の請求項２３の視界確保装置では、前記フロントガラスよりも内面側の空調を行う空調手段（１３，１４，１５）を備え、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の視界状態検知装置による前記曇りの検知に応じて、前記空調手段を作動させて当該曇りを除去することにより前記フロントガラスを介した視界を確保することを技術的特徴とする。

請求項１の視界状態検知装置では、画像生成手段は、光源から照射される照射光がフロントガラスにより反射される反射光を受光して検知用画像を生成する。そしてこの検知用画像において反射光が占める領域に基づいて制限物を検知する。

フロントガラスに対して視界を制限するとともに例えば雨滴のように光を反射する制限物が付着等している場合、光源から平行光として照射される照射光の一部が制限物によりフロントガラスの外方に反射されると、照射光の残部（反射光）が画像生成手段に受光されて検知用画像が生成される。この検知用画像においては、反射光が占める領域は、照射光の残部（反射光）の断面形状や輝度等に応じて形成されるので、この領域に基づいて上述のような制限物を検知することができる。

また、例えば、制限物がフロントガラスに発生した曇りのように光を散乱するものである場合には、光源から平行光として照射される照射光が制限物により散乱された状態で反射されこの反射光が画像生成手段に受光されて検知用画像が生成される。この検知用画像においては、反射光が占める領域は、当該反射光の輪郭が不明瞭となるように形成されるので、この領域に基づいて上述のような制限物を検知することができる。

さらに、光源から照射される平行光（照射光）を利用するので、照射光の断面形状が明確となり、上述のような制限物であっても精度良く検知することができる。
したがって、車両のフロントガラスを介した視界を制限する制限物を精度良く検知することができる。

請求項２の視界状態検知装置では、光源とフロントガラスとの間には照射光の断面形状より大きく形成されて、入射する照射光を当該照射光の照射方向に拡散する拡散部材が配置されている。これにより、拡散部材を介した照射光の断面における明るさが均一になるので、検知用画像において反射光が占める領域の輝度がその領域において均一化され、この領域に基づく制限物の検知精度を向上させることができる。

請求項３の視界状態検知装置では、光源が複数設けられている。これにより、検知用画像において反射光が占める領域が複数箇所形成されるので、検知対象となる領域が増えて制限物の検知精度をより向上させることができる。

請求項４の視界状態検知装置では、光源に代えて、照射領域を拡大させる拡大光源と、この拡大光源とフロントガラスとの間に配置されて入射する照射光を当該照射光の照射方向に拡散する拡散板とが設けられている。そして、この拡散板の表面には、複数の開口部を有しこれら各開口部を除いて照射光を遮断可能な遮断部材が設けられている。

これにより、拡大光源からの照射光は、拡散板により照射方向に拡散された状態で遮断部材の各開口部をフロントガラス方向に通過するので、断面の明るさが均一な平行光を複数照射することができる。このため、拡散部材をそれぞれ備えた複数の光源を設ける場合と同様の効果が得られ、制限物の検知精度をより向上させることができる。

請求項５の視界状態検知装置では、光源は、所定の周期で点滅するとともに、照射光がフロントガラスに入射する位置を変更させるように移動する。これにより、検知用画像において反射光が占める領域が複数箇所設けられることとなり、複数の光源を設ける場合と同様の効果を得ることができる。

請求項６の視界状態検知装置では、画像生成手段は、検知用画像を、光源を照射させないときに反射光を受光せずに生成される画像と、光源を照射させるときに反射光を受光して生成される画像と、の差分画像に基づいて生成する。

反射光を受光せずに生成される画像には背景のみが撮像されており、反射光を受光して生成される画像には当該反射光および背景が撮像されている。そうすると、両画像の差分である差分画像には、反射光のみが撮像されることとなるので、背景の影響をなくして制限物を精度良く検知することができる。

請求項７の視界状態検知装置では、周囲の明るさを検出する明るさ検出手段を備え、光源は、その輝度が、明るさ検出手段により検出される周囲の明るさが明るくなるほど増加する。これにより、周囲の明るさが明るくなる場合でも、光源から照射される照射光の輝度が増加するので、検知用画像において反射光が占める領域とその他の領域との輝度差が良好に保たれて、反射光が占める領域の輪郭を明確にすることができる。

請求項８の視界状態検知装置では、光源は、画像生成手段において反射光を受光する受光タイミングに応じて点滅する。これにより、光源を常時点灯させる必要がないので、光源による発熱を抑制するとともに光源による消費電力を低減することができる。

請求項９の視界状態検知装置では、光源および画像生成手段をフロントガラスに近接させて同一ケース内に配置する。光源から照射される平行光（照射光）を利用するので、光源および画像生成手段をフロントガラスに近接させることができる。このため、光源および画像生成手段をフロントガラスに近接させて同一ケース内に配置することにより、当該視界状態検知装置をユニット化するとともに小型化することができる。

請求項１０の視界状態検知装置では、光源および画像生成手段が同一基板上に配置される。そして、光源から照射される照射光をフロントガラスに向けて反射するとともに、このように反射される反射光をフロントガラスにて反射させて画像生成手段に受光させる反射鏡が設けられている。このような反射鏡を採用することにより、光源および画像生成手段を同一基板上に配置することで配線作業等が容易になることから、当該視界状態検知装置の小型化に加えて、製造コストを低減することができる。

請求項１１の視界状態検知装置では、制限物は、フロントガラスの外面に付着する雨滴であって、画像生成手段は、照射光がフロントガラスの内面により反射される内面側反射光と、照射光がフロントガラスの外面により反射される外面側反射光と、を受光して雨滴検知用画像を生成する。そして、この雨滴検知用画像において、内面側反射光が占める領域と外面側反射光が占める領域とに基づいて雨滴を検知する。

光源から平行光として照射される照射光は、フロントガラスの内面にて反射されて内面側反射光として画像生成手段に受光されるとともに、フロントガラスを透過して当該フロントガラスの外面にて反射されて外面側反射光として画像生成手段に受光される。そして、フロントガラスの外面に雨滴が付着する場合、フロントガラスを透過する照射光の一部が雨滴によりフロントガラスの外方に反射されると、画像生成手段にて生成される画像において外面側反射光が占める領域は、雨滴により外方へ反射された部分が欠けた形状になる。

そこで、内面側反射光と外面側反射光とを双方受光して雨滴検知用画像を生成し、この雨滴検知用画像において内面側反射光が占める領域に対する外面側反射光が占める領域の変化の程度を検出することにより、フロントガラスの外面に付着する雨滴を検知することができる。

請求項１２の視界状態検知装置では、雨滴検知用画像において、内面側反射光が占める領域の面積と外面側反射光が占める領域の面積との面積比に基づいて雨滴を検知する。内面側反射光および外面側反射光は平行光であり輪郭が明確であるため、両反射光がそれぞれ占める領域の面積が正確に演算されるので、雨滴を精度良く検知することができる。

また、請求項１３の視界状態検知装置のように、雨滴検知用画像において、内面側反射光が占める領域の輝度と外面側反射光が占める領域の輝度との輝度比に基づいて雨滴を検知するようにしても、請求項１２の視界状態検知装置と同様に、雨滴を精度良く検知することができる。

請求項１４の視界状態検知装置では、画像生成手段は、雨滴検知用画像を、光源を照射させるときに内面側反射光のみを受光して生成される画像と、この画像を生成する際の光源の輝度よりも所定量増加した輝度にて光源を照射させるときに外面側反射光のみを受光して生成される画像と、を合成して生成する。

外面側反射光は、フロントガラスを透過するため減衰してしまう。そこで、この減衰度合に応じた所定量だけ、外面側反射光のみを受光する場合の光源の輝度を、内面側反射光のみを受光する場合の光源の輝度よりも増加させる。このため、外面側反射光におけるフロントガラスを透過したことによる減衰の影響がなくなるので、外面側反射光が占める領域と内面側反射光が占める領域とにおける単位面積当たりの輝度が等しくなる。これにより、雨滴の存在による両領域の差が明確になり、雨滴を精度良く検知することができる。

また、請求項１５の視界状態検知装置のように、画像生成手段は、雨滴検知用画像を、内面側反射光のみを受光して生成される画像と、この画像を生成する際の受光時間よりも所定時間長くした受光時間にて外面側反射光のみを受光して生成される画像と、を合成して生成してもよい。このように、請求項１４の視界状態検知装置と同様に、外面側反射光におけるフロントガラスを透過したことによる減衰の影響をなくすことにより、雨滴の存在による外面側反射光が占める領域と内面側反射光が占める領域との差を明確にすることで、雨滴を精度良く検知することができる。

請求項１６の視界状態検知装置では、フロントガラスの外面のうち外面側反射光が反射される外面には親水性コーティングが施されている。このため、フロントガラスの外面に付着する雨滴の表面張力が減少し雨滴がフロントガラスの外面に沿い広がるので、照射光が雨滴によってフロントガラスの外方に反射される領域が大きくなる。このように、雨滴検知用画像の外面側反射光が占める領域において雨滴に相当する部分が大きく欠けることにより、内面側反射光が占める領域に対する外面側反射光が占める領域の変化の程度が大きくなることで、雨滴を精度良く検知することができる。

請求項１７の視界状態検知装置では、制限物は、フロントガラスの内面に発生する曇りであって、曇りが発生していない場合に予め画像生成手段により反射光を受光した状態で基準画像を生成する。そして、この予め生成された基準画像において反射光が占める領域と、画像生成手段により反射光を受光した状態で生成される曇り判定用画像において反射光が占める領域とに基づいて曇りを検知する。

フロントガラスの内面に曇りが発生すると、光源から平行光として照射される照射光が曇りにより散乱された状態で反射されるため、このときの曇り判定用画像では、反射光が占める領域の輪郭が不明瞭となる。一方、光源から照射される平行光（照射光）を利用するので、曇りが発生していない基準画像では、反射光が占める領域の輪郭が明確となる。そこで、予め生成された基準画像において反射光が占める領域と、曇り判定用画像において反射光が占める領域とを比較することにより、曇りを検知することができる。

請求項１８の視界状態検知装置では、基準画像において反射光が占める領域の輝度と曇り判定用画像において反射光が占める領域の輝度との輝度比に基づいて曇りを検知する。曇り判定用画像において散乱された状態で受光される反射光が占める領域の輝度は、基準画像において反射光が占める領域の輝度より小さくなるので、両領域の輝度比に基づいて曇りを精度良く検知することができる。

請求項１９の視界状態検知装置では、基準画像において反射光が占める領域のうち所定の輝度以上の領域の面積と、曇り判定用画像において反射光が占める領域のうち上記所定の輝度以上の領域の面積と、の面積比に基づいて曇りを検知する。

光源からの照射光が曇りにより散乱されると、曇り判定用画像において反射光が占める領域は、中心から離間するほど輝度が低下する。そこで、曇り判定用画像において反射光が占める領域のうち所定の輝度、例えば、中心の輝度と周縁の輝度と間に相当する輝度以上の領域の面積を測定し、この面積と、基準画像において反射光が占める領域のうち所定の輝度以上の領域の面積とを比較することで、曇りを精度良く検知することができる。

請求項２０の視界状態検知装置では、フロントガラスのうちの一部である加熱範囲のみを加熱するヒータが設けられている。また、この加熱範囲に照射光を照射するための光源と、ヒータにより加熱されない非加熱範囲に照射光を照射するための光源とがそれぞれ少なくとも１つ以上設けられている。そして、画像生成手段により、加熱範囲により反射される基準反射光と、非加熱範囲により反射される曇り検知用反射光とが受光されて曇り検知用画像が生成される。そして、この曇り検知用画像において、基準反射光が占める領域と曇り検知用反射光が占める領域とに基づいて曇りを検知する。

これにより、加熱範囲には曇りが発生することがないので、非加熱範囲に曇りが発生している場合には、曇り検知用画像において基準反射光が占める領域と曇り検知用反射光が占める領域との差が明確になり、予め生成される基準画像を用いることなく、曇りをより精度良く検知することができる。

請求項２１の視界確保装置では、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の視界状態検知装置による制限物の検知に応じて、当該制限物を除去してフロントガラスを介した視界を確保する。このように視界状態検知装置により制限物が検知されると、この制限物の検知に応じて当該制限物を除去するための動作が実施されるので、特別な操作をすることなくフロントガラスを介した視界を確保することができる。

請求項２２の視界確保装置では、フロントガラスの外面を払拭する払拭手段が設けられている。そして、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の視界状態検知装置による雨滴の検知に応じて、払拭手段を作動させて当該雨滴を除去することによりフロントガラスを介した視界を確保する。これにより、フロントガラスの外面の雨滴が検知された場合には、払拭手段が作動して雨滴が除去されるので、特別な操作をすることなくフロントガラスを介した視界を確実に確保することができる。

請求項２３の視界確保装置では、フロントガラスよりも内面側の空調を行う空調手段が設けられている。そして、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の視界状態検知装置による曇りの検知に応じて、空調手段を作動させて当該曇りを除去することによりフロントガラスを介した視界を確保する。これにより、フロントガラスの内面の曇りが検知された場合には、空調手段が作動して曇りが除去されるので、特別な操作をすることなくフロントガラスを介した視界を確実に確保することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る視界状態検知装置を備える視界確保装置について図を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る視界状態検知装置２０を備える視界確保装置１０の概略構成を示す説明図である。図２は、本第１実施形態に係る視界状態検知装置２０の詳細断面図である。図３は、フロントガラスＷの外面Ｗｏに雨滴Ｒが付着した場合に検知用画像Ｄにおける第１領域Ｐｏと第２領域Ｐｉとの関係を示す説明図である。図４は、フロントガラスＷの内面Ｗｉに曇りＣが発生した場合に検知用画像Ｄにおける第１領域Ｐｏと第２領域Ｐｉとの関係を示す説明図である。

図１および図２に示すように、視界確保装置１０は、主に、ワイパ１１と、このワイパ１１を駆動するためのワイパ用駆動回路１２と、エアコン装置１３と、このエアコン装置１３を駆動するためのエアコン用駆動回路１４と、ワイパ用駆動回路１２およびエアコン用駆動回路１４を駆動制御する制御装置１５と、雨滴Ｒや曇りＣ等のフロントガラスＷを介した視界を制限する制限物を検知する視界状態検知装置２０とを備えている。

ワイパ１１は、ワイパ用駆動回路１２により駆動されて、フロントガラスＷの外面Ｗｏを払拭して雨滴Ｒを除去する払拭手段として機能する。また、エアコン装置１３は、エアコン用駆動回路１４により駆動されて、フロントガラスＷよりも内面側の空調を行いフロントガラスＷの内面Ｗｉの曇りＣを除去する空調手段として機能する。

制御装置１５は、後述するように視界状態検知装置２０から入力されるワイパ駆動信号に応じて、ワイパ１１を所定の周期で駆動するためにワイパ用駆動回路１２を駆動制御するとともに、視界状態検知装置２０から入力されるエアコン駆動信号に応じて、エアコン装置１３を駆動するためにエアコン用駆動回路１４を駆動制御する。

図２に示すように、視界状態検知装置２０は、フロントガラスＷの内面Ｗｉ近傍に配置されている。当該視界状態検知装置２０は、主に、ケース２１とこのケース２１に収容される光源２２と、画像センサ２３と、光源２２および画像センサ２３等を制御する制御回路２４とを備えている。

光源２２は、例えば、ＬＥＤであって、フロントガラスＷに向けて平行光である照射光Ｌを照射するようにフロントガラスＷ近傍のケース２１の底壁２１ａに配置されている。この光源２２の照射部には、照射光Ｌの断面形状より大きく形成されて、入射する照射光Ｌを当該照射光Ｌの照射方向に拡散するすりガラス等の拡散部材２２ａが設けられている。この拡散部材２２ａは、入射する照射光Ｌを照射方向に拡散することにより、拡散部材２２ａを介した照射光Ｌの断面における明るさを均一にする役割を果たす。

画像センサ２３は、照射光ＬがフロントガラスＷの内面Ｗｉにて反射された内面側反射光Ｌｉと、フロントガラスＷの外面Ｗｏにて反射された外面側反射光Ｌｏとが集光レンズ２３ｂを介して撮像素子２３ａに集光されるように、基板２５上に配置されている。この基板２５上には制御回路２４や後述する基準画像Ｄｂ等が記憶されるメモリ（図示略）も同様に配置されており、当該基板２５は、ケース２１の側壁２１ｂに取り付けられている。

このように構成される視界状態検知装置２０では、フロントガラスＷの外面Ｗｏに雨滴Ｒが付着しており、この雨滴Ｒにより外面側反射光Ｌｏが外方へ反射されると、図３に示すように、画像センサ２３にて生成される画像（Ｄ）において外面側反射光Ｌｏが占める第１領域Ｐｏは、雨滴Ｒにより外方へ反射された部分が欠けた形状になる。一方、内面側反射光Ｌｉには雨滴Ｒが影響しないので、画像センサ２３にて生成される画像（Ｄ）において内面側反射光Ｌｉが占める第２領域Ｐｉは、例えば光源断面が丸いＬＥＤの場合、円形状になる。なお、フロントガラスＷの外面Ｗｏに雨滴Ｒが付着しておらず、外面側反射光Ｌｏが雨滴Ｒにより外方へ反射されない場合には、第１領域Ｐｏは同様に円形状になる。

また、フロントガラスＷの内面Ｗｉに曇りＣが発生し、この曇りＣにより外面側反射光Ｌｏおよび内面側反射光Ｌｉが散乱された状態で反射すると、図４に示すように、画像センサ２３にて生成される画像（Ｄ）において外面側反射光Ｌｏが占める第１領域Ｐｏおよび内面側反射光Ｌｉが占める第２領域Ｐｉの輪郭が不明瞭になる。

本第１実施形態に係る視界状態検知装置２０では、雨滴Ｒや曇りＣ等の制限物を、画像センサ２３にて生成される検知用画像Ｄにおいて外面側反射光Ｌｏが占める第１領域Ｐｏおよび内面側反射光Ｌｉが占める第２領域Ｐｉに基づいて検知するように構成されている。
以下、視界状態検知装置２０の制御回路２４における制限物検知処理について図５〜図８を用いて詳細に説明する。

図５および図６は、本第１実施形態に係る視界状態検知装置２０の制御回路２４における制限物検知処理を例示するフローチャートである。図７は、フロントガラスＷに制限物が付着していない状態での第１画像Ｄ_１（図７（Ａ））および第２画像Ｄ_２（図７（Ｂ））と両画像の差分画像である検知用画像Ｄ（図７（Ｃ））との関係を示す説明図である。図８は、フロントガラスＷに雨滴Ｒが付着する状態での第１画像Ｄ_１（図８（Ａ））および第２画像Ｄ_２（図８（Ｂ））と両画像の差分画像である検知用画像Ｄ（図８（Ｃ））との関係を示す説明図である。図９は、フロントガラスＷに曇りＣが発生する状態での第１画像Ｄ_１（図９（Ａ））および第２画像Ｄ_２（図９（Ｂ））と両画像の差分画像である検知用画像Ｄ（図９（Ｃ））との関係を示す説明図である。

制御回路２４に電力が供給されると、まず、図５のステップＳ１０１にてワイパ駆動信号が制御装置１５に出力される。このワイパ駆動信号が制御装置１５に入力されると、この制御装置１５に制御されてワイパ用駆動回路１２がワイパ１１を１回または数回払拭させて、フロントガラスＷの外面Ｗｏに雨滴Ｒが付着している場合にはこの雨滴Ｒが除去される。

そして、ステップＳ１０３にてエアコン駆動信号が制御装置１５に出力される。このエアコン駆動信号が制御装置１５に入力されると、この制御装置１５に制御されてエアコン用駆動回路１４がエアコン装置１３を所定時間作動させて、フロントガラスＷの内面Ｗｉに曇りＣが発生している場合にはこの曇りＣが除去される。

次に、ステップＳ１０５にて消灯処理がなされて光源２２が消灯状態になると、ステップＳ１０７において、第１画像生成処理がなされる。これにより、図７（Ａ）に示すように、照射光Ｌが含まれないフロントガラスＷを介した背景に応じた光が画像センサ２３の撮像素子２３ａに受光されて、背景のみの第１画像Ｄ_１が生成される。

次に、ステップＳ１０９にて点灯処理がなされて光源２２が点灯状態になると、光源２２から拡散部材２２ａを介して照射される照射光Ｌは、フロントガラスＷの内面Ｗｉにて反射される内面側反射光Ｌｉとして撮像素子２３ａに受光されるとともに、フロントガラスＷの外面Ｗｏにて反射される外面側反射光Ｌｏとして撮像素子２３ａに受光される。

そして、ステップＳ１１１において、第２画像生成処理がなされる。これにより、図７（Ｂ）に示すように、外面側反射光Ｌｏおよび内面側反射光Ｌｉと背景とを含む第２画像Ｄ_２が生成される。このとき、上述したように雨滴Ｒおよび曇りＣを除去した直後でありフロントガラスＷには視界を制限する雨滴Ｒの付着や曇りＣの発生がないので、第２画像Ｄ_２において外面側反射光Ｌｏが占める第１領域Ｐｏが欠けることもなく、また、この第１領域Ｐｏおよび内面側反射光Ｌｉが占める第２領域Ｐｉの輪郭が不明瞭になることもない。特に、照射光Ｌは平行光であるため、第１領域Ｐｏおよび第２領域Ｐｉの輪郭がより明確になっている。

次に、ステップＳ１１３において、差分画像生成処理がなされる。この処理では、第１画像Ｄ_１と第２画像Ｄ_２と差分画像である検知用画像Ｄが生成される。第１画像Ｄ_１には背景のみが撮像され、第２画像Ｄ_２には背景と外面側反射光Ｌｏおよび内面側反射光Ｌｉとが撮像されているので、検知用画像Ｄには第１領域Ｐｏおよび第２領域Ｐｉのみが形成されることとなる（図７（Ｃ）参照）。なお、検知用画像Ｄは、特許請求の範囲に記載の「雨滴検知用画像」や「曇り判定用画像」に相当する。

次に、ステップＳ１１５において、基準画像Ｄｂが設定済みか否かについて判定される。この段階では、基準画像Ｄｂが設定されておらず（Ｓ１１５でＮｏ）、ステップＳ１１７にて、基準画像設定処理がなされる。この処理では、基準画像ＤｂがステップＳ１１３にて生成された検知用画像Ｄに等しくなるように設定されて、図略のメモリに記憶される。そして、再度ステップＳ１０５からの処理が繰り返される。

上述のように基準画像Ｄｂが設定された後にステップＳ１１３にて検知用画像Ｄが生成されると、ステップＳ１１５にてＹｅｓと判定されて、図６のステップＳ１１９において、面積比測定処理がなされる。この処理では、検知用画像Ｄにおける第２領域Ｐｉの面積に対する第１領域Ｐｏの面積の面積比Ｓが測定される。上述したように雨滴Ｒを除去した直後であり後述するように第１領域Ｐｏの一部が欠けることもなく、両領域の面積は等しくなるので、面積比Ｓは１にほぼ等しくなる。

そして、ステップＳ１２１において、面積比Ｓが所定の閾値Ｓｐ以下であるか否かについて判定される。ここで、所定の閾値Ｓｐは、少量の雨滴ＲがフロントガラスＷの外面Ｗｏに付着している状態に相当する値であって、１よりも小さい値に設定されている。この段階では、上述したように面積比Ｓは１にほぼ等しいので、ステップＳ１２１にてＮｏと判定されて、後述するステップＳ１２３の処理を行うことなくステップＳ１２５の処理が実行される。

ステップＳ１２５の輝度比測定処理では、基準画像Ｄｂの両領域Ｐｏ，Ｐｉの輝度に対する検知用画像Ｄの両領域Ｐｏ，Ｐｉの輝度の輝度比Ｂが測定される。上述したように曇りＣを除去した直後であり後述するように両領域Ｐｏ，Ｐｉの輪郭が不明瞭にならないことから、基準画像Ｄｂの両領域Ｐｏ，Ｐｉの輝度と検知用画像Ｄの両領域Ｐｏ，Ｐｉの輝度とは等しくなるので、輝度比Ｂは１にほぼ等しくなる。

次に、ステップＳ１２７において、輝度比Ｂが所定の閾値Ｂｐ以下であるか否かについて判定される。ここで、所定の閾値Ｂｐは、少量の曇りＣがフロントガラスＷの内面Ｗｉに発生している状態に相当する値であって、１よりも小さい値に設定されている。この段階では、上述したように輝度比Ｂは１にほぼ等しいので、ステップＳ１２７にてＮｏと判定されて、後述するステップＳ１２９の処理を行うことなく上述した図５のステップＳ１０５からの処理が繰り返される。

上述のような繰り返し処理中に、雨滴ＲがフロントガラスＷの外面Ｗｏに付着してこの雨滴Ｒにより外面側反射光Ｌｏの一部が外方に反射されると、ステップＳ１１１にて生成される第２画像Ｄ_２では、外面側反射光Ｌｏが占める第１領域Ｐｏは、雨滴Ｒにより外方へ反射された部分が欠けた形状になる（図８（Ｂ）参照）。

そして、ステップＳ１１３にて第１画像Ｄ_１と第２画像Ｄ_２との差分画像である検知用画像Ｄが生成される。この検知用画像Ｄでは、一部が欠けた第１領域Ｐｏおよび円形の第２領域Ｐｉのみが形成されることとなる（図８（Ｃ）参照）。

次に、ステップＳ１１５にてＮｏと判定されて、図６のステップＳ１１９にて面積比測定処理がなされる。この段階では第１領域Ｐｏは一部が欠けているので、面積比Ｓが所定の閾値Ｓｐ以下になることにより、雨滴Ｒが検知されて、ステップＳ１２１にてＹｅｓと判定される。これにより、第２領域Ｐｉに対する第１領域Ｐｏの変化の程度を検出することにより、フロントガラスＷの外面Ｗｏに付着する雨滴Ｒを検知することができる。

そして、ステップＳ１２３において、ワイパ駆動信号出力処理がなされる。この処理では、ステップＳ１２１における雨滴Ｒの検知に応じてワイパ駆動出力信号が制御装置１５に出力される。このワイパ駆動信号が制御装置１５に入力されると、この制御装置１５に制御されてワイパ用駆動回路１２がワイパ１１を払拭させることにより、フロントガラスＷの外面Ｗｏの雨滴Ｒが除去される。これにより、特別な操作をすることなくフロントガラスＷを介した視界を確保することができる。

なお、雨量が多い場合には第１領域Ｐｏの欠けた領域が大きくなる傾向があることから、面積比Ｓに基づいてワイパ１１の払拭速度を増加させるワイパ駆動信号を出力するようにしてもよい。例えば、面積比Ｓが小さくなるほどワイパ１１の払拭速度を増加させるワイパ駆動信号を出力してもよい。

また、上述のような繰り返し処理中に、曇りＣがフロントガラスＷの内面Ｗｉに発生してこの曇りＣにより外面側反射光Ｌｏおよび内面側反射光Ｌｉが散乱された状態で反射すると、ステップＳ１１１にて生成される第２画像Ｄ_２では第１領域Ｐｏおよび第２領域Ｐｉの輪郭が不明瞭になる（図９（Ｂ）参照）。

そして、ステップＳ１１３にて第１画像Ｄ_１と第２画像Ｄ_２との差分画像である検知用画像Ｄが生成される。この検知用画像Ｄでは、輪郭が不明瞭な第１領域Ｐｏおよび第２領域Ｐｉのみ形成されることとなる（図９（Ｃ）参照）。

次に、ステップＳ１１５にてＮｏと判定されて、図６のステップＳ１１９にて面積比測定処理がなされる。この段階では第１領域Ｐｏと第２領域Ｐｉの輪郭が不明瞭なものの、面積比Ｓは１にほぼ等しい状態が維持されるので、ステップＳ１２１にてＮｏと判定される。

そして、ステップＳ１２５の輝度比測定処理では、検知用画像Ｄにおける第２領域Ｐｉの輝度に対する第１領域Ｐｏの輝度の輝度比Ｂが測定される。上述したように第１領域Ｐｏおよび第２領域Ｐｉの輪郭が不明瞭であるため、輪郭が不明瞭でない基準画像Ｄｂでの両領域Ｐｏ，Ｐｉと比較して、輝度が低くなる。

このため、輝度比Ｂが所定の閾値Ｂｐ以下になることにより、曇りＣが検知されて、ステップＳ１２７にてＹｅｓと判定される。これにより、予め生成された基準画像Ｄｂにおける両領域Ｐｏ，Ｐｉの輝度と、検知用画像Ｄにおける両領域Ｐｏ，Ｐｉの輝度とを比較することにより、フロントガラスＷの内面Ｗｉに発生する曇りＣを検知することができる。

そして、ステップＳ１２９において、エアコン駆動信号出力処理がなされる。この処理では、ステップＳ１２７における曇りＣの検知に応じてエアコン駆動信号が制御装置１５に出力される。このエアコン駆動信号が制御装置１５に入力されると、この制御装置１５に制御されてエアコン用駆動回路１４がエアコン装置１３を駆動させることにより、フロントガラスＷの内面Ｗｉの曇りＣが除去される。これにより、特別な操作をすることなくフロントガラスＷを介した視界を確保することができる。

以上説明したように、本第１実施形態に係る視界状態検知装置２０では、フロントガラスＷを介した視界を制限する制限物がフロントガラスＷの外面Ｗｏに付着する雨滴Ｒである場合、制御回路２４は画像センサ２３により、外面側反射光Ｌｏと内面側反射光Ｌｉとを受光して雨滴検知用の画像である検知用画像Ｄを生成する。そして、この検知用画像Ｄにおいて、外面側反射光Ｌｏが占める第１領域Ｐｏと内面側反射光Ｌｉが占める第２領域Ｐｉとに基づいて雨滴Ｒを検知する。

これにより、外面側反射光Ｌｏの一部が雨滴Ｒにより外方に反射されると第１領域Ｐｏは一部が欠けた形状になるので、両領域Ｐｏ，Ｐｉの変化の程度を検出することにより、フロントガラスＷの外面Ｗｏに付着する雨滴Ｒを検知することができる。

特に、検知用画像Ｄにおいて、第１領域Ｐｏの面積と第２領域Ｐｉの面積との面積比Ｓに基づいて雨滴Ｒを検知しており、両反射光Ｌｏ，Ｌｉは平行光であり輪郭が明確であるため、両領域Ｐｏ，Ｐｉの面積が正確に演算されるので、雨滴Ｒを精度良く検知することができる。

また、本第１実施形態に係る視界状態検知装置２０では、フロントガラスＷを介した視界を制限する制限物がフロントガラスＷの内面Ｗｉに発生する曇りＣである場合、制御回路２４は、曇りＣが発生していない場合に予め生成された基準画像Ｄｂにおける両領域Ｐｏ，Ｐｉと、曇り判定用の画像である検知用画像Ｄにおける両Ｐｏ，Ｐｉとに基づいて曇りＣを検知する。

これにより、曇りＣが発生すると両領域Ｐｏ，Ｐｉの輪郭が不明瞭となるので、予め生成された基準画像Ｄｂにおける両領域Ｐｏ，Ｐｉと、検知用画像Ｄにおける両領域Ｐｏ，Ｐｉとを比較することにより、曇りＣを検知することができる。

特に、基準画像Ｄｂにおける両領域Ｐｏ，Ｐｉと検知用画像Ｄにおける両領域Ｐｏ，Ｐｉの輝度との輝度比Ｂに基づいて曇りＣを検知しており、検知用画像Ｄにおいて散乱された状態で受光される両反射光Ｌｏ，Ｌｉが占める両領域Ｐｏ，Ｐｉの輝度は、基準画像Ｄｂにおける両領域Ｐｏ，Ｐｉの輝度より小さくなるので、各領域Ｐｏ，Ｐｉの輝度比Ｂに基づいて曇りＣを精度良く検知することができる。

また、本第１実施形態に係る視界状態検知装置２０では、雨滴Ｒおよび曇りＣを一組の光源２２および画像センサ２３を利用して検知することができるので、雨滴検知専用装置および曇り検知専用装置をそれぞれ設ける場合と比較して、当該装置の製造コストを低減させるとともに小型化を図ることができる。

さらに、本第１実施形態に係る視界状態検知装置２０では、光源２２とフロントガラスＷとの間には照射光Ｌの断面形状より大きく形成されて、入射する照射光Ｌを当該照射光Ｌの照射方向に拡散する拡散部材２２ａが配置されている。これにより、拡散部材２２ａを介した照射光Ｌの断面における明るさが均一になるので、検知用画像Ｄにおいて外面側反射光Ｌｏが占める第１領域Ｐｏおよび内面側反射光Ｌｉが占める第２領域Ｐｉの輝度がその領域において均一化され、両領域Ｐｏ，Ｐｉに基づく雨滴Ｒおよび曇りＣ等の制限物の検知精度を向上させることができる。

さらに、本第１実施形態に係る視界状態検知装置２０では、制御回路２４は画像センサ２３により、検知用画像Ｄを、光源２２を照射させないときに両反射光Ｌｏ，Ｌｉを受光せずに生成される第１画像Ｄ_１と、光源２２を照射させるときに両反射光Ｌｏ，Ｌｉを受光して生成される第２画像Ｄ_２と、の差分画像に基づいて生成する。両画像Ｄ_１，Ｄ_２の差分である検知用画像Ｄには、両反射光Ｌｏ，Ｌｉのみが撮像されることとなるので、背景の影響をなくして雨滴Ｒおよび曇りＣ等の制限物を精度良く検知することができる。

さらに、本第１実施形態に係る視界状態検知装置２０では、光源２２および画像センサ２３は、フロントガラスＷに近接させて同一ケース２１内に配置されている。光源２２から照射される平行光（照射光Ｌ）を利用するためであり、これにより、当該視界状態検知装置２０をユニット化するとともに小型化することができる。

また、本第１実施形態に係る視界確保装置１０では、フロントガラスＷの外面Ｗｏを払拭する払拭手段であるワイパ１１およびワイパ用駆動回路１２が設けられている。そして、視界状態検知装置２０による雨滴Ｒの検知に応じて、制御装置１５によりワイパ１１を作動させて当該雨滴Ｒを除去することによりフロントガラスＷを介した視界を確保する。これにより、フロントガラスＷの外面Ｗｏの雨滴Ｒが検知された場合には、ワイパ１１が作動して雨滴Ｒが除去されるので、特別な操作をすることなくフロントガラスＷを介した視界を確実に確保することができる。

また、本第１実施形態に係る視界確保装置１０では、フロントガラスＷよりも内面側の空調を行う空調手段であるエアコン装置１３およびエアコン用駆動回路１４が設けられている。そして、視界状態検知装置２０による曇りＣの検知に応じて、エアコン装置１３を作動させて当該曇りＣを除去することによりフロントガラスＷを介した視界を確保する。これにより、フロントガラスＷの内面Ｗｉの曇りＣが検知された場合には、エアコン装置１３が作動して曇りＣが除去されるので、特別な操作をすることなくフロントガラスＷを介した視界を確実に確保することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る視界状態検知装置について図１０を参照して説明する。図１０は、本第２実施形態に係る視界状態検知装置２０ａの詳細断面図である。

本第２実施形態に係る視界状態検知装置２０ａでは、反射鏡２６を新たに採用するとともに、光源２２を基板２５に配置する点が、上記第１実施形態に係る視界状態検知装置２０と異なる。したがって、第１実施形態の視界状態検知装置２０と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

図１０に示すように、拡散部材２２ａが取り付けられた光源２２は、その光軸が画像センサ２３における光軸とほぼ平行になるように基板２５上に配置されている。反射鏡２６は、フロントガラスＷ近傍であってケース２１の底壁２１ａに固定されて、光源２２から照射される照射光ＬをフロントガラスＷに向けて反射するとともに、このように反射される反射光をフロントガラスにて反射させて、両反射光Ｌｏ，Ｌｉが画像センサ２３にて受光させるように構成されている。なお、図１０では、説明の便宜上、制御回路２４が図示されていないが、当該制御回路２４は、本第２実施形態でも上記第１実施形態と同様に、基板２５上に配置されている。また、フロントガラスＷに対する反射鏡２６の反射角度を調整することにより、光源２２の光軸と画像センサ２３の光軸とを平行にしなくてもよい。

このように本第２実施形態に係る視界状態検知装置２０ａでは、上記反射鏡２６を採用することにより、光源２２および画像センサ２３を同一基板２５上に配置することで配線作業等が容易になることから、視界状態検知装置２０ａの小型化に加えて、製造コストを低減することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）視界状態検知装置２０をフロントガラスＷの外面Ｗｏの雨滴Ｒのみを検知する雨滴検知装置として使用するとともに、視界確保装置１０を雨滴検知装置による雨滴Ｒの検知に応じてフロントガラスＷの外面Ｗｏを払拭して雨滴Ｒを除去する払拭装置として使用してもよい。

また、視界状態検知装置２０をフロントガラスＷの内面Ｗｉの曇りＣのみを検知する曇り検知装置として使用するとともに、視界確保装置１０を曇り検知装置による曇りＣの検知に応じてフロントガラスＷの内面Ｗｉの曇りＣを除去する空調装置として使用してもよい。この場合、検知用画像Ｄにおいて、外面側反射光Ｌｏが占める第１領域Ｐｏのみに基づいて曇りＣを検知してもよいし、内面側反射光Ｌｉが占める第２領域Ｐｉのみに基づいて曇りＣを検知してもよい。

（２）図１１は、他の画像センサにて生成される検知用画像Ｄとこの検知用画像Ｄにおける第１領域Ｐｏおよび第２領域Ｐｉとの関係を示す説明図である。
検知用画像Ｄは、他の画像センサ、例えば、レーンキーピングシステム等にて使用されるフロントガラスＷを介した視界に対応する画像を生成する画像センサにより、フロントガラスＷにて反射される外面側反射光Ｌｏおよび内面側反射光Ｌｉを受光して生成されてもよい。そして、検知用画像Ｄの第１領域Ｐｏおよび第２領域Ｐｉに基づいて、フロントガラスＷに付着等する雨滴Ｒまたは曇りＣを検知する。

また、他の光源、例えば、イモビライザシステムにおいてダッシュボード上で点滅等する光源からの照射光を利用してフロントガラスＷにて反射される外面側反射光Ｌｏおよび内面側反射光Ｌｉを画像センサ２３に受光させてもよい。
これにより、制限物を検知するための専用の画像センサや光源を設ける必要がないので、当該視界状態検知装置２０の製造コストを低減することができる。なお、上記他の画像センサは、特許請求の範囲に記載の「画像生成手段」に相当し、上記他の光源は、特許請求の範囲に記載の「光源」に相当する。

（３）図１２は、複数の照射光Ｌが照射される場合での検知用画像Ｄにおける各第１領域Ｐｏ_１〜Ｐｏ_４と各第２領域Ｐｉ_１〜Ｐｉ_４との関係を示す説明図である。
光源２２は、１つ設けられることに限らず、複数設けられてもよい。これにより、図１２に示すように、検知用画像Ｄにおいて外面側反射光Ｌｏが占める第１領域（Ｐｏ_１〜Ｐｏ_４）と内面側反射光Ｌｉが占める第２領域（Ｐｉ_１〜Ｐｉ_４）とが複数箇所形成されるので、検知対象となる領域が増えて雨滴Ｒや曇りＣ等の制限物の検知精度をより向上させることができる。

（４）図１３は、拡散板２７を介して照射される複数の照射光Ｌ_１〜Ｌ_４を示す説明図である。
図１３に示すように、光源２２に代えて、照射領域を拡大させる拡大光源２２ｂと、この拡大光源２２ｂとフロントガラスＷとの間に配置されて入射する照射光Ｌを当該照射光Ｌの照射方向に拡散する拡散板２７とを設けてもよい。この拡散板２７の表面には、複数の円形状の開口部２７ｂを有しこれら各開口部２７ｂを除いて照射光Ｌ_１〜Ｌ_４を遮断可能な遮断部材２７ａが設けられている。

これにより、拡大光源２２ｂからの照射光Ｌ_１〜Ｌ_４は、拡散板２７により照射方向に拡散された状態で遮断部材２７ａの各開口部２７ｂをフロントガラスＷ方向に通過するので、断面の明るさが均一な平行光を複数照射することができる。このため、拡散部材２２ａをそれぞれ備えた複数の光源２２を設ける場合と同様の効果が得られ、雨滴Ｒや曇りＣ等の制限物の検知精度をより向上させることができる。

（５）光源２２は、ケース２１等に固定されることに限らず、所定の周期で点滅するとともに、照射光ＬがフロントガラスＷに入射する位置を変更させて移動するように構成されてもよい。これにより、検知用画像Ｄにおける第１領域Ｐｏおよび第２領域Ｐｉが複数箇所設けられることとなり、複数の光源を設ける場合と同様の効果を得ることができる。

（６）周囲の明るさを検出する明るさセンサ等の明るさ検出手段を新たに備え、制御回路２４は、光源２２の輝度を、明るさ検出手段により検出される周囲の明るさが明るくなるほど増加するように制御してもよい。これにより、周囲の明るさが明るくなる場合でも、光源２２から照射される照射光Ｌの輝度が増加するので、検知用画像Ｄにおける第１領域Ｐｏおよび第２領域Ｐｉとその他の領域との輝度差が良好に保たれて、両領域Ｐｏ，Ｐｉの輪郭を明確にすることができる。

（７）図１４は、画像センサ２３による受光タイミングと光源２２の点滅タイミングとの関係を示すタイムチャートである。
制御回路２４は、光源２２を常時点灯させることに限らず、図１４に示すように、光源２２の点滅タイミングを、画像センサ２３による両反射光Ｌｏ，Ｌｉを受光する受光タイミングに応じて点滅させるように制御してもよい。具体的には、画像センサ２３が受光状態である場合に光源２２が点灯状態になるように制御する。これにより、光源２２を常時点灯させる必要がないので、光源２２による発熱を抑制するとともに光源２２による消費電力を低減することができる。

（８）図６のステップＳ１１９において測定される面積比Ｓに基づいてステップＳ１２１にて雨滴Ｒを検知することに限らず、フロントガラスＷを透過する照射光Ｌの一部が雨滴Ｒにより外方に反射されると外面側反射光Ｌｏの輝度が低下することから、第１領域Ｐｏの輝度と第２領域Ｐｉの輝度との輝度比に基づいて雨滴Ｒを検知してもよい。

（９）検知用画像Ｄは、背景のみの第１画像Ｄ_１と内面側反射光Ｌｉおよび外面側反射光Ｌｏと背景とを含む第２画像Ｄ_２との差分画像により生成されることに限らず、背景の影響が少ない場合等、第２画像Ｄ_２をそのまま検知用画像Ｄとして使用してもよい。

（１０）図１５は、第１合成用画像Ｄｓ_１および第２合成用画像Ｄｓ_２と両合成用画像を合成して生成される検知用画像Ｄとの関係を示す説明図である。
図１５に示すように、検知用画像Ｄは、外面側反射光Ｌｏのみを受光して生成される第１合成用画像Ｄｓ_１と内面側反射光Ｌｉのみを受光して生成される第２合成用画像Ｄｓ_２との合成画像により生成されてもよい。

特に、上記合成画像により検知用画像Ｄを生成する場合、第１合成用画像Ｄｓ_１を生成する際の光源２２の輝度を第２合成用画像Ｄｓ_２を生成する際の光源２２の輝度よりも所定量増加させてもよい。外面側反射光Ｌｏは、フロントガラスＷを透過するため減衰してしまう。そこで、この減衰度合に応じた所定量だけ、外面側反射光Ｌｏのみを受光する場合の光源２２の輝度を、内面側反射光Ｌｉのみを受光する場合の光源２２の輝度よりも増加させる。このため、外面側反射光ＬｏにおけるフロントガラスＷを透過したことによる減衰の影響がなくなるので、第１領域Ｐｏと第２領域Ｐｉとにおける単位面積当たりの輝度が等しくなる。これにより、雨滴Ｒの存在による第１領域Ｐｏおよび第２領域Ｐｉの差が正確になり、雨滴Ｒを精度良く検知することができる。

また、上記第１合成用画像Ｄｓ_１において外面側反射光Ｌｏを受光する受光時間を上記第２合成用画像Ｄｓ_２において内面側反射光Ｌｉを受光する受光時間よりも所定時間だけ長くすることにより、外面側反射光ＬｏにおけるフロントガラスＷを透過したことによる減衰の影響をなくしてもよい。

（１１）図１６（Ａ）は、親水性コーティングが施された場合の雨滴Ｒの状態と検知用画像Ｄとを示す説明図であり、図１６（Ｂ）は、親水性コーティングが施されていない場合の雨滴Ｒの状態と検知用画像Ｄとを示す説明図である。
フロントガラスＷの外面Ｗｏのうち外面側反射光Ｌｏが反射される外面Ｗｏには当該外面Ｗｏを親水性コーティングするためのコーティング材２８を塗布してもよい。

このため、フロントガラスＷの外面Ｗｏに付着する雨滴Ｒの表面張力が減少して雨滴ＲがフロントガラスＷの外面Ｗｏに沿い広がるので、フロントガラスＷの外面Ｗｏに親水性コーティングを施さない場合（図１６（Ｂ）参照）と比較して、照射光Ｌが雨滴ＲによってフロントガラスＷの外方に反射される領域が大きくなる（図１６（Ａ）参照）。このため、検知用画像Ｄの外面側反射光Ｌｏが占める第１領域Ｐｏにおいて雨滴Ｒに相当する部分が大きく欠けるので、第２領域Ｐｉに対する第１領域Ｐｏの変化の程度が大きくなり、雨滴Ｒを精度良く検知することができる。

（１２）図６のステップＳ１２５において測定される輝度比Ｂに基づいてステップＳ１２７にて曇りＣを検知することに限らず、基準画像Ｄｂにおいて両領域Ｐｏ，Ｐｉのうち所定の輝度以上の領域の面積と、検知用画像Ｄにおいて両領域Ｐｏ，Ｐｉのうち上記所定の輝度以上の領域の面積と、の面積比に基づいて曇りＣを検知してもよい。

光源２２からの照射光Ｌが曇りＣにより散乱されると、検知用画像Ｄにおける両領域Ｐｏ，Ｐｉは、中心から離間するほど輝度が低下する。そこで、検知用画像Ｄにおける両領域Ｐｏ，Ｐｉのうち所定の輝度、例えば、中心の輝度と周縁の輝度と間に相当する輝度以上の領域の面積を測定し、この面積と、基準画像Ｄｂにおける両領域Ｐｏ，Ｐｉのうち上記所定の輝度以上の領域の面積とを比較することで、曇りＣを精度良く検知することができる。

（１３）図１７は、検知用画像Ｄにおいて加熱範囲Ｈにて反射される反射光が占める各領域Ｐｏ，Ｐｉと非加熱範囲にて反射される反射光が占める各領域Ｐｏ，Ｐｉとを示す説明図である。
フロントガラスＷのうちの一部である加熱範囲Ｈのみを加熱するヒータを設けるとともに、加熱範囲Ｈに照射光Ｌを照射するための光源と、ヒータにより加熱されない非加熱範囲に照射光Ｌを照射するための光源とをそれぞれ少なくとも１つ以上設けてもよい。このとき、加熱範囲Ｈにより反射される外面側反射光Ｌｏおよび内面側反射光Ｌｉと、非加熱範囲により反射される外面側反射光Ｌｏおよび内面側反射光Ｌｉとが受光されて検知用画像Ｄが生成される。そして、この検知用画像Ｄにおいて、加熱範囲Ｈにより反射される両反射光Ｌｏ，Ｌｉが占める領域Ｐｏ，Ｐｉと非加熱範囲により反射される両反射光Ｌｏ，Ｌｉが占める領域Ｐｏ，Ｐｉとに基づいて曇りＣを検知する。なお、加熱範囲Ｈにより反射される両反射光Ｌｏ，Ｌｉは、特許請求の範囲に記載の「基準反射光」に相当し、非加熱範囲により反射される両反射光Ｌｏ，Ｌｉは、特許請求の範囲に記載の「曇り検知用反射光」に相当する。

例えば、加熱範囲Ｈに照射光を照射する光源を２つ設けるとともに非加熱範囲に照射光を照射するための光源を２つ設けると、検知用画像Ｄには、図１７に示すように、加熱範囲Ｈにて反射される外面側反射光Ｌｏおよび内面側反射光Ｌｉがそれぞれ占める第１領域Ｐｏ_１，Ｐｏ_２および第２領域Ｐｉ_１，Ｐｉ_２と、非加熱範囲にて反射される外面側反射光Ｌｏおよび内面側反射光Ｌｉがそれぞれ占める第１領域Ｐｏ_３，Ｐｏ_４および第２領域Ｐｉ_３，Ｐｉ_４とが形成される。

このとき、加熱範囲Ｈには曇りが発生することがないので、非加熱範囲に曇りが発生している場合には、図１７に示すように、検知用画像Ｄにおいて第１領域Ｐｏ_１，Ｐｏ_２および第２領域Ｐｉ_１，Ｐｉ_２と、第１領域Ｐｏ_３，Ｐｏ_４および第２領域Ｐｉ_３，Ｐｉ_４との差が明確になる。これにより、予め生成される基準画像Ｄｂを用いることなく、曇りＣをより精度良く検知することができる。

（１４）光源２２および画像センサ２３は、同一ケース２１内に配置されなくてもよい。また、例えば、光源２２が略水平方向に照射した照射光ＬがフロントガラスＷにて略鉛直方向に反射されて画像センサ２３にて受光されるように、光源２２および画像センサ２３を配置するようにしてもよい。

（１５）図１８は、検知用画像Ｄにて両反射光Ｌｏ，Ｌｉが占める第１領域Ｐｏおよび第２領域Ｐｉの変形例を示す説明図である。
検知用画像Ｄにて外面側反射光Ｌｏおよび内面側反射光Ｌｉが占める第１領域Ｐｏおよび第２領域Ｐｉは、円形状に限らず、例えば、図１８に示すように、略矩形状であってもよい。

本発明の第１実施形態に係る視界状態検知装置を備える視界確保装置の概略構成を示す説明図である。 第１実施形態に係る視界状態検知装置の詳細断面図である。 フロントガラスの外面に雨滴が付着した場合に検知用画像における第１領域と第２領域との関係を示す説明図である。 フロントガラスの内面に曇りが発生した場合に検知用画像における第１領域と第２領域との関係を示す説明図である。 本第１実施形態に係る視界状態検知装置の制御回路における制限物検知処理を例示するフローチャートの一部である。 本第１実施形態に係る視界状態検知装置の制御回路における制限物検知処理を例示するフローチャートの一部である。 フロントガラスに制限物が付着していない状態での第１画像および第２画像と両画像の差分画像である検知用画像との関係を示す説明図である。 フロントガラスに雨滴が付着する状態での第１画像および第２画像と両画像の差分画像である検知用画像との関係を示す説明図である。 フロントガラスに曇りが発生する状態での第１画像および第２画像と両画像の差分画像である検知用画像との関係を示す説明図である。 本第２実施形態に係る視界状態検知装置の詳細断面図である。 他の画像センサにて生成される検知用画像とこの検知用画像における各領域との関係を示す説明図である。 複数の照射光が照射される場合での検知用画像における各領域の関係を示す説明図である。 拡散板を介して照射される複数の照射光を示す説明図である。 画像センサによる受光タイミングと光源の点滅タイミングとの関係を示すタイムチャートである。 第１合成用画像および第２合成用画像と両合成用画像を合成して生成される検知用画像との関係を示す説明図である。 図１６（Ａ）は、親水性コーティングが施された場合の雨滴の状態と検知用画像とを示す説明図であり、図１６（Ｂ）は、親水性コーティングが施されていない場合の雨滴の状態と検知用画像とを示す説明図である。 検知用画像において加熱範囲にて反射される反射光が占める各領域と非加熱範囲にて反射される反射光が占める各領域とを示す説明図である。 検知用画像にて両反射光が占める各領域の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１０…視界確保装置
１１…ワイパ（払拭手段）
１２…ワイパ用駆動回路（払拭手段）
１３…エアコン装置（空調手段）
１４…エアコン用駆動回路（空調手段）
１５…制御装置（払拭手段，空調手段）
２０，２０ａ…視界確保装置
２２…光源
２２ａ…拡散部材
２３…画像センサ（画像生成手段）
２４…制御回路
２５…基板
２６…反射鏡
Ｂ…輝度比
Ｂｐ…所定の閾値
Ｃ…曇り（制限物）
Ｄ…検知用画像（雨滴検知用画像，曇り判定用画像）
Ｄ_１…第１画像
Ｄ_２…第２画像
Ｄｂ…基準画像
Ｌ…照射光
Ｌｉ…内面側反射光
Ｌｏ…外面側反射光
Ｐｉ…第２領域（領域）
Ｐｏ…第１領域（領域）
Ｓ…面積比
Ｓｐ…所定の閾値
Ｒ…雨滴（制限物）
Ｗ…フロントガラス
Ｗｉ…内面
Ｗｏ…外面

Claims (23)

1. 車両のフロントガラスを介した視界を制限する制限物を検知可能な視界状態検知装置であって、
   光源から照射される照射光が前記フロントガラスにより反射される反射光を受光して検知用画像を生成する画像生成手段を備え、
   前記検知用画像において前記反射光が占める領域に基づいて前記制限物を検知することを特徴とする視界状態検知装置。
2. 前記光源と前記フロントガラスとの間には前記照射光の断面形状より大きく形成されて入射する前記照射光を当該照射光の照射方向に拡散する拡散部材が配置されることを特徴とする請求項１に記載の視界状態検知装置。
3. 前記光源を複数備えることを特徴とする請求項１または２に記載の視界状態検知装置。
4. 前記光源に代えて、照射領域を拡大させる拡大光源と、この拡大光源と前記フロントガラスとの間に配置されて入射する前記照射光を当該照射光の照射方向に拡散する拡散板とを備え、
   前記拡散板の表面には、複数の開口部を有しこれら各開口部を除いて前記照射光を遮断可能な遮断部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載の視界状態検知装置。
5. 前記光源は、所定の周期で点滅するとともに、前記照射光が前記フロントガラスに入射する位置を変更させるように移動することを特徴とする請求項１または２に記載の視界状態検知装置。
6. 前記画像生成手段は、前記検知用画像を、前記光源を照射させないときに前記反射光を受光せずに生成される画像と、前記光源を照射させるときに前記反射光を受光して生成される画像と、の差分画像に基づいて生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の視界状態検知装置。
7. 周囲の明るさを検出する明るさ検出手段を備え、
   前記光源は、その輝度が、前記明るさ検出手段により検出される前記周囲の明るさが明るくなるほど増加することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の視界状態検知装置。
8. 前記光源は、前記画像生成手段において前記反射光を受光する受光タイミングに応じて点滅することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の視界状態検知装置。
9. 前記光源および前記画像生成手段を前記フロントガラスに近接させて同一ケース内に配置することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の視界状態検知装置。
10. 前記光源および前記画像生成手段を同一基板上に配置し、
    前記光源から照射される前記照射光を前記フロントガラスに向けて反射するとともに、このように反射される反射光を前記フロントガラスにて反射させて前記画像生成手段に受光させる反射鏡を設けることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の視界状態検知装置。
11. 前記制限物は、前記フロントガラスの外面に付着する雨滴であって、
    前記画像生成手段は、前記照射光が前記フロントガラスの内面により反射される内面側反射光と、前記照射光が前記フロントガラスの外面により反射される外面側反射光と、を受光して雨滴検知用画像を生成し、
    前記雨滴検知用画像において、前記内面側反射光が占める領域と前記外面側反射光が占める領域とに基づいて前記雨滴を検知することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の視界状態検知装置。
12. 前記雨滴検知用画像において、前記内面側反射光が占める領域の面積と前記外面側反射光が占める領域の面積との面積比に基づいて前記雨滴を検知する請求項１１に記載の視界状態検知装置。
13. 前記雨滴検知用画像において、前記内面側反射光が占める領域の輝度と前記外面側反射光が占める領域の輝度との輝度比に基づいて前記雨滴を検知する請求項１１に記載の視界状態検知装置。
14. 前記画像生成手段は、前記雨滴検知用画像を、前記光源を照射させるときに前記内面側反射光のみを受光して生成される画像と、この画像を生成する際の前記光源の輝度よりも所定量増加した輝度にて前記光源を照射させるときに前記外面側反射光のみを受光して生成される画像と、を合成して生成することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の視界状態検知装置。
15. 前記画像生成手段は、前記雨滴検知用画像を、前記内面側反射光のみを受光して生成される画像と、この画像を生成する際の受光時間よりも所定時間長くした受光時間にて前記外面側反射光のみを受光して生成される画像と、を合成して生成することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の視界状態検知装置。
16. 前記フロントガラスの外面のうち前記外面側反射光が反射される外面には親水性コーティングが施されていることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の視界状態検知装置。
17. 前記制限物は、前記フロントガラスの内面に発生する曇りであって、
    前記曇りが発生していない場合に予め前記画像生成手段により前記反射光を受光した状態で基準画像を生成し、
    この基準画像において前記反射光が占める領域と、前記画像生成手段により前記反射光を受光した状態で生成される曇り判定用画像において前記反射光が占める領域とに基づいて前記曇りを検知することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の視界状態検知装置。
18. 前記基準画像において前記反射光が占める領域の輝度と前記曇り判定用画像において前記反射光が占める領域の輝度との輝度比に基づいて前記曇りを検知することを特徴とする請求項１７に記載の視界状態検知装置。
19. 前記基準画像において前記反射光が占める領域のうち所定の輝度以上の領域の面積と、前記曇り判定用画像において前記反射光が占める領域のうち前記所定の輝度以上の領域の面積と、の面積比に基づいて前記曇りを検知することを特徴とする請求項１７に記載の視界状態検知装置。
20. 前記フロントガラスのうちの一部である加熱範囲のみを加熱するヒータを設けるとともに、この加熱範囲に照射光を照射するための光源と前記ヒータにより加熱されない非加熱範囲に照射光を照射するための光源とをそれぞれ少なくとも１つ以上設け、
    前記画像生成手段は、前記加熱範囲により反射される基準反射光と前記非加熱範囲により反射される曇り検知用反射光とを受光して曇り検知用画像を生成し、
    前記曇り検知用画像において前記基準反射光が占める領域と前記曇り検知用反射光が占める領域とに基づいて前記曇りを検知することを特徴とする請求項１７に記載の視界状態検知装置。
21. 請求項１〜２０のいずれか一項に記載の視界状態検知装置による前記制限物の検知に応じて、当該制限物を除去して前記フロントガラスを介した視界を確保することを特徴とする視界確保装置。
22. 前記フロントガラスの外面を払拭する払拭手段を備え、
    請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の視界状態検知装置による前記雨滴の検知に応じて、前記払拭手段を作動させて当該雨滴を除去することにより前記フロントガラスを介した視界を確保することを特徴とする視界確保装置。
23. 前記フロントガラスよりも内面側の空調を行う空調手段を備え、
    請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の視界状態検知装置による前記曇りの検知に応じて、前記空調手段を作動させて当該曇りを除去することにより前記フロントガラスを介した視界を確保することを特徴とする視界確保装置。